KR20010000734U - Automatic steering device for a vessel - Google Patents
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Abstract
본 고안은 선박용 자동 조타장치에 관한 것으로, 헬름 펌프를 구동시켜 주는 구동축 상에 조타휠과 구동모터에 의해 선택적으로 구동시킬 수 있도록 구성된 변속기구를 장착하여, 조타휠과 구동모터 중에서 어느 하나로 조타작용을 할 때에는 다른 하나가 작동되지 않도록 함으로써, 수동으로만 이루어지던 조타를 조타휠과 별도로 자동으로 조타시킬 수 있게 되고, 이에 따라 조타실이 아닌 갑판과 같이 원거리에서도 자동으로 조타할 수 있는 선박용 자동 조타 장치를 제공하는데 있다.The present invention relates to an automatic steering device for ships, and is equipped with a transmission mechanism configured to be selectively driven by a steering wheel and a driving motor on a drive shaft for driving a helm pump, and the steering action is performed by any one of the steering wheel and the driving motor. In this case, the other one is not operated so that the steering, which was performed only by hand, can be automatically steered separately from the steering wheel, so that the ship's automatic steering device can be automatically steered at a long distance such as a deck rather than a steering room. To provide.
Description
본 고안은 선박용 자동 조타장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헬름 펌프(helm pump)의 구동축에 조타휠과 구동모터를 이용하여 수동과 자동으로 쉽게 전환시켜 선박을 조타시킬 수 있게 함으로써, 조타실 뿐만 아니라 갑판과 같이 원거리에서도 키를 조타할 수 있는 선박용 자동 조타장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic steering device for ships, and more particularly, by using a steering wheel and a driving motor on the drive shaft of the helm pump, the steering wheel can be easily and automatically switched to steer the ship, as well as the steering room. The present invention relates to an automatic steering device for ships capable of steering keys at long distances, such as on decks.
일반적으로 선박에 사용되는 조타장치는 헬름 펌프의 구동축 상에 조타휠을 장착하고, 이 조타휠의 회전량에 따라 유압을 실린더에 공급하여 조타가 이루어지도록 구성되어 있다.In general, the steering apparatus used for ships is configured to mount the steering wheel on the drive shaft of the helm pump, and to supply the hydraulic pressure to the cylinder according to the amount of rotation of the steering wheel to perform the steering.
그러나, 기존의 조타장치는 조타 휠을 수동으로 조작하여 조타가 이루어지기 때문에, 조타실에는 항상 1명 이상의 조타자가 조타휠을 잡고 있어야 하는 불편함이 있었다.However, in the conventional steering device, since steering is performed by manually operating the steering wheel, there is an inconvenience in that at least one steering wheel should always hold the steering wheel in the steering room.
본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 헬름 펌프를 구동시켜 주는 구동축 상에 조타휠과 구동모터에 의해 선택적으로 구동시킬 수 있도록 구성된 변속기구를 장착하여, 조타휠과 구동모터 중에서 어느 하나로 조타작용을 할 때에는 다른 하나가 작동되지 않도록 함으로써, 수동으로만 이루어지던 조타를 조타휠과 별도로 자동으로 조타시킬 수 있게 되어 갑판과 같이 원거리에서도 조절할 수 있는 선박용 자동 조타 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of this point, and is equipped with a transmission mechanism configured to be selectively driven by a steering wheel and a driving motor on a drive shaft for driving a helm pump, and steering with either a steering wheel or a driving motor. It is an object of the present invention to provide an automatic steering device for a ship that can be controlled at a long distance, such as a deck, by automatically steering a steering wheel, which was performed only manually, separately from the steering wheel.
도 1은 본 고안에 따른 조타장치의 구성을 나타내는 구성도,1 is a configuration diagram showing the configuration of a steering apparatus according to the present invention,
도 2a와 2b는 본 고안에 따른 변속기구의 작동 전·후 상태를 나타내는 단면도.Figure 2a and 2b is a cross-sectional view showing a state before and after the operation of the transmission mechanism according to the present invention.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
10 : 헬름 펌프 11 : 조타휠10: helm pump 11: steering wheel
12 : 구동축 13 : 압력스위치12: drive shaft 13: pressure switch
14 : 작동구간 14a : 고수평구간14: operating section 14a: high horizontal section
14b : 저수평구간 15 : 슬리이브14b: Low horizontal section 15: Sleeve
16a, 16b : 스틸볼 17 : 휠 보스16a, 16b: Steel ball 17: Wheel boss
18 : 작동구멍 19 : 노브18: operating hole 19: knob
20 : 구동모터 21 : 연결기어20: drive motor 21: connecting gear
22 : 제어판 23 : 조이스틱 스위치22: control panel 23: joystick switch
100 : 실린더100: cylinder
이를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 1은 본 고안에 따른 조타장치의 구성을 나타내는 구성도로서, 도면부호 10은 헬름 펌프를, 11은 조타휠을, 100은 헬름 펌프에 의해 작동되는 실린더를 각각 나타낸다.1 is a configuration diagram showing the configuration of a steering apparatus according to the present invention, wherein 10 is a helm pump, 11 is a steering wheel, and 100 is a cylinder operated by a helm pump.
본 고안은 상기 실린더(100)에 유압을 공급하여 길이방향을 따라 전후로 작동시켜 주는 헬름 펌프(10)와, 구동모터(20)을 포함하면서 상기 헬름 펌프(10)를 수동과 자동으로 구동시켜 주기 위한 변속기구와, 상기 구동모터(20)을 제어하기 위한 제어수단으로 구성되어 있다.The present invention includes a helm pump (10) and a driving motor (20) for driving hydraulic pressure to the cylinder (100) back and forth along the longitudinal direction to drive the helm pump (10) manually and automatically. It consists of a transmission mechanism for controlling, and a control means for controlling the drive motor (20).
여기서, 상기 헬름 펌프(10)와 실린더(100)는 통상적으로 선박에서 조타장치에 사용되는 것을 그대로 사용하게 되며, 특히 상기 헬름 펌프(10)에는 실린더(100)로 공급되는 유압이 계속 작용하여 후술하는 구동모터(20)에 과부하가 걸리는 것을 방지하기 위하여 압력스위치(13)가 구비되어 있다.Here, the helm pump 10 and the cylinder 100 will be used as it is typically used for steering in the ship, in particular, the hydraulic pressure supplied to the cylinder 100 to the helm pump 10 will continue to work later The pressure switch 13 is provided to prevent the driving motor 20 from being overloaded.
상기 압력스위치(13)는 일종의 리미트 스위치로 실린더(100)에 공급되는 유압이 일정압 이상인 경우 제어수단의 제어를 받아 유압을 차단시켜 구동모터(20)를 보호해 주게 되는데, 본 고안의 바람직한 구현예에서 상기 압력스위치(13)는 최고압력이 70Kg/㎤로 셋팅되어 이보다 높은 압력이 헬름펌프(10)에 걸리게 되면 제어수단에 이에 대한 입력신호를 보내 구동모터(20)의 작동을 차단하게 된다.The pressure switch 13 is a kind of limit switch to protect the drive motor 20 by blocking the hydraulic pressure under the control of the control means when the hydraulic pressure supplied to the cylinder 100 is a predetermined pressure or more, preferred implementation of the present invention In the example, the pressure switch 13 is set to a maximum pressure of 70Kg / ㎠ and when a higher pressure is applied to the helm pump 10 to send an input signal to the control means to block the operation of the drive motor 20 .
첨부도면 2a와 2b는 본 고안에 따른 변속기구의 작동 전·후 상태를 나타내는 반단면도이다.2a and 2b are half sectional views showing a state before and after the operation of the transmission mechanism according to the present invention.
상기 변속기구는 구동축(12)에 일부 고수평구간(14a)과 그 양쪽에 대칭으로 저수평구간(14b)이 형성된 작동구간(14)과, 내부에 상기 작동구간(14)을 감싸면서 외주면에는 조타휠(11)과 연결기어(21)가 베어링 지지를 받아 회전가능하도록 설치되어 구동축(12)이 길이방향으로 움직이는 것을 유도하는 슬리이브(15)와, 상기 조타휠(11)과 연결기어(21)와 접하는 슬리이브(15)의 표면에 형성된 작동구멍(18)에 삽입되어 작동구간(14)을 따라 움직이면서 조타휠(11)과 연결기어(21) 중에서 어느 하나를 선택적으로 압착/해제시켜 주는 한쌍의 스틸 볼(16a,16b)로 구성되어 있다.The transmission mechanism includes an operating section 14 in which a high horizontal section 14a is formed on the drive shaft 12 and a low horizontal section 14b symmetrically on both sides thereof, and a steering on an outer circumferential surface while wrapping the operating section 14 therein. The wheel 11 and the coupling gear 21 are rotatably supported by the bearing support, the sleeve 15 for inducing the drive shaft 12 to move in the longitudinal direction, the steering wheel 11 and the connecting gear 21 ) Is selectively inserted into the operating hole 18 formed on the surface of the sleeve 15 in contact with the sleeve 15 to move or move the operating wheel 14 to selectively compress / release any one of the steering wheel 11 and the connecting gear 21. It consists of a pair of steel balls 16a and 16b.
상기 작동구간(14)은 조타휠(11)의 회전방향에 따라 실린더(100)를 구동시켜 주는 헬름 펌프(10)를 직접 작동시켜 주는 구동축(12)에 형성되어 있으며, 중간 부분에 고수평구간(14a)이 그리고 그 양쪽에 각각 하나씩 저수평구간(14b)이 형성되어 있고, 고수평구간(14a)을 중심으로 양측에 형성된 2개의 수평구간(14a,14b)은 바깥쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 테이퍼에 의해 서로 연결되어 있다.The operation section 14 is formed on the drive shaft 12 for directly operating the helm pump 10 for driving the cylinder 100 according to the rotation direction of the steering wheel 11, the high horizontal section in the middle portion A low horizontal section 14b is formed at each of the two sides 14a and 14b, and two horizontal sections 14a and 14b formed at both sides of the high horizontal section 14a are tapered gradually narrowed toward the outside. Are connected to each other by
이와 같이 이루어진 작동구간(14)에는 그 표면을 따라 스틸 볼(16a,16b)이 움직이면서 조타휠(11)이나 연결기어(21) 중에서 어느 하나를 구동축(12)에 고정시켜 주게 되는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.In the operation section 14 formed as described above, the steel balls 16a and 16b move along the surface thereof to fix either the steering wheel 11 or the connection gear 21 to the drive shaft 12, which will be described later. Let's do it.
상기 슬리이브(15)는 소정의 두께를 갖는 실린더 형상의 부재로, 내부에는 상기 작동구간(14)이 끼워져서 구동축(12)이 길이방향으로 일정 범위 내에서 움직일 수 있도록 제한하게 되며, 이 슬리이브(15)에는 외주면에 상기 조타휠(11)의 휠 보스(17)와 연결기어(21)가 베어링의 지지를 받아 회전할 수 있도록 장착되어 있다.The sleeve 15 is a cylindrical member having a predetermined thickness, the operation section 14 is fitted therein to limit the drive shaft 12 to move in the longitudinal direction within a predetermined range, this sleeve On the outer circumferential surface of the eve 15, the wheel boss 17 and the connecting gear 21 of the steering wheel 11 are mounted to rotate with support of a bearing.
즉, 상기 구동축(12)은 헬름펌프(10)에 길이방향으로 노브(19)를 잡아 당기거나 밀게 되면 일정 길이만큼 움직일 수 있도록 장착되어 있는데, 상기 슬리이브(15)는 작동구간(14)을 감싸는 형태로 고정 설치되어 구동축(12)이 길이방향으로 움직임을 유도하게 되는 것이다.That is, the drive shaft 12 is mounted to the helm pump 10 so as to move by a predetermined length when the knob 19 in the longitudinal direction is pulled or pushed, the sleeve 15 is the operating section (14) It is fixedly installed in a wrapping form to drive the shaft 12 in the longitudinal direction.
본 고안의 바람직한 구현예에서 상기 조타휠(11)과 휠 보스(17)는 항상 고수평구간(14a)과 저수평구간(14b) 중에서 어느 한 구간의 위치에 올 수 있도록 장착하여 사용하게 하는 것이 바람직하다.In the preferred embodiment of the present invention, the steering wheel 11 and the wheel boss 17 are always installed so that the steering wheel 11 and the wheel boss 17 can be mounted at any one position of the high horizontal section 14a and the low horizontal section 14b. desirable.
또한, 상기 슬리이브(15)에는 외주면에 휠 보스(17)와 연결기어(21)의 설치되는 각각의 위치 중앙에 오도록 작동구멍(18a,18b)이 서로 마주보는 형태로 관통성형되어 있으며, 이 작동구멍(18a,18b)에는 각각 스틸 볼(16a,16b)이 삽입장착되게 된다.In addition, the sleeve 15 has a through-hole formed in such a manner that the operating holes 18a and 18b face each other so as to be located at the centers of the respective positions of the wheel boss 17 and the connecting gear 21 on the outer circumferential surface thereof. Steel balls 16a and 16b are inserted into the operation holes 18a and 18b, respectively.
특히, 상기 작동구멍(18a,18b)은 어느 하나가 고수평구간(14a)에 있으면 다른 하나는 2개의 저수평구간(14b) 중 어느 하나에 위치하도록 형성하여 사용하게 된다.In particular, the operation holes 18a and 18b are formed so that one is located in the high horizontal section 14a and the other is located in any one of the two low horizontal sections 14b.
즉, 첨부도면 2a에서와 같이 휠 보스(17)에 형성된 작동구멍(18b)이 고수평구간(14a)에 있으면 다른 작동구멍(18a)는 좌측의 저수평구간(14b) 상에 있고, 첨부도면 2b에서와 같이 상기 작동구멍(18a)가 고수평구간(14a)에 있으면 나머지 작동구멍(18b)는 우측의 저수평구간(14b)에 위치하게 되는 것이다.That is, if the operating hole 18b formed in the wheel boss 17 is in the high horizontal section 14a as in the attached drawing 2a, the other operating hole 18a is on the low horizontal section 14b on the left side. If the operating hole 18a is in the high horizontal section 14a as in 2b, the remaining operating holes 18b are located in the low horizontal section 14b on the right side.
이에 따라, 상기 각 작동구멍(18a,18b)에 삽입설치되는 스틸 볼(16a,16b)은 작동구간(14) 내에서 고수평구간(14a)과 저수평구간(14b)을 따라 접촉가능하게 되는 것이다.Accordingly, the steel balls 16a and 16b inserted into the operation holes 18a and 18b are in contact with each other along the high horizontal section 14a and the low horizontal section 14b within the operating section 14. will be.
여기서, 상기 각각의 스틸 볼(16a,16b)은 각 작동구멍(18a,18b) 내에서 구동축(12)의 중심쪽을 향하도록 설치하게 되며, 특히 이 스틸 볼(16a,16b)는 상기 고수평구간(14a)에 위치하게 되면 휠 보스(17)나 연결기어(21) 사이에 끼여 이것들을 구동축(12)과 일체로 회전되도록 고정시켜 주게 된다.Here, the respective steel balls 16a and 16b are installed to face toward the center of the drive shaft 12 in each of the operation holes 18a and 18b. In particular, the steel balls 16a and 16b are provided in the high horizontal position. If it is located in the section (14a) is sandwiched between the wheel boss 17 or the connecting gear 21 to fix them to rotate integrally with the drive shaft (12).
첨부도면 2a는 스틸볼(16b)이 고수평구간(14a)에 위치하여 휠 보스(17)가 구동축(12)에 고정되어 조향휠(11)로 수동 조향하는 상태를 나타내는 도면이고, 첨부도면 2b는 다른 스틸볼(16a)이 고수평구간(14a)에 위치하여 구동모터(20)의 구동에 의한 연결기어(21)이 회전하게 되는 자동 조향상태를 보여 주고 있다.FIG. 2A is a view showing a state in which the steel ball 16b is positioned in the high horizontal section 14a so that the wheel boss 17 is fixed to the drive shaft 12 to manually steer the steering wheel 11, and FIG. The other steel ball (16a) is located in the high horizontal section (14a) shows the automatic steering state in which the connecting gear 21 by the drive of the drive motor 20 is rotated.
상기 제어수단은 자동 조향을 위한 장치로 연결기어(21)를 구동시켜 주는 구동모터(20)와, 이것을 제어하기 위한 제어판(22) 및 조타되는 정도를 조절하기 위한 조이스틱 스위치(23)를 포함하고 있다.The control means includes a drive motor 20 for driving the connection gear 21 as a device for automatic steering, a control panel 22 for controlling this, and a joystick switch 23 for adjusting the degree of steering. have.
상기 구동모터(20)는 정역방향으로 회전가능한 모터를 사용하게 되며, 이 구동모터는 제어판(22)의 제어를 받아 상술한 것과 같이 구동축(12)에 연결기어(21)가 고정되게 되면 헬름 펌프(10)를 구동시켜 주게 된다.The drive motor 20 is to use a motor that can rotate in the forward and reverse direction, the drive motor is controlled by the control panel 22, as described above, when the connecting gear 21 is fixed to the drive shaft 12, the helm pump It will drive (10).
특히, 상기 구동모터(20)는 항상 연결기어(21)에 치합되어 항상 구동가능한 상태로 있게 되며, 상술한 바와 같이 조타휠(11)이 구동축(12)에 고정되어 수동으로 회전될 때에는 볼(16a)가 저수평구간(14b)에 있게 되어 연결기어(21)가 제자리에서 회전하지 않도록 고정시켜 주는 기능을 하게 되고, 상기 볼(16a)이 고수평구간(14a)에 있게 되면 구동축(12)과 연결기어(21)가 일체로 회전할 수 있는 상태로 있게 되어 연결기어(21)를 회전시켜 주게된다.In particular, the drive motor 20 is always meshed with the connecting gear 21 and always in a driveable state. As described above, when the steering wheel 11 is fixed to the drive shaft 12 and manually rotated, the ball ( 16a is in the low horizontal section (14b) to secure the connecting gear 21 so that it does not rotate in place, the drive shaft 12 when the ball (16a) is in the high horizontal section (14a) And the connecting gear 21 are in a state capable of rotating integrally to rotate the connecting gear 21.
여기서, 상기 제어판(22)은 구동모터(20)를 정역방향으로 회전시켜 줄 뿐만 아니라 회전위치를 고정시켜 주기 위한 브레이크 기능을 하는 회로가 내장되어 있으며, 또한 상기 압력스위치(13)로부터 압력신호를 입력받아 구동모터(20)의 동작을 차단하여 과부하를 방지하는 기능을 함께 하게 된다.Here, the control panel 22 has a circuit for braking to fix the rotational position as well as to rotate the drive motor 20 in the forward and reverse direction, and also to receive a pressure signal from the pressure switch 13 It receives the input and blocks the operation of the drive motor 20 to prevent overload.
또한, 상기 조이스틱 스위치(23)는 일종의 조타키로서 조타실이 아닌 갑판이나 선실 등에 장착하여 자동으로 조타작용을 하게 되며, 이 조이스틱 스위치(23)는 제어판(22)과 연결되어 조타방향을 결정하게 된다.In addition, the joystick switch 23 is a kind of steering key mounted on a deck or a cabin, not a steering room, to automatically steer, and the joystick switch 23 is connected to the control panel 22 to determine the steering direction. .
따라서, 상기 헬름 펌프(10)는 통상적으로 조타휠(11)에 의해 조타가 이루어질 뿐만 아니라 변속기구에 의해 자동으로 조타실이 아닌 장소에서도 자동으로 조타를 할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the helm pump 10 is not only steering is normally performed by the steering wheel 11, but is also able to automatically steer in a place other than the steering room automatically by the transmission mechanism.
이상에서 본 바와 같이 본 고안은 선박의 조타작용에 작용되는 실린더에 유압을 공급해 주는 헬름 펌프의 구동축에 변속기구를 설치하고, 이 변속기구에 조합된 구동모터에 의해 조타가 가능하게 함으로써, 수동 조타 뿐만 아니라 자동으로 조타를 할 수 있게 되고, 또한 자동 조타시 조타실이 아닌 다른 장소에서도 조타작용을 할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention provides manual transmission by installing a transmission mechanism on the drive shaft of the helm pump for supplying hydraulic pressure to a cylinder acting on the steering operation of the ship, and enabling steering by a drive motor combined with the transmission mechanism. In addition, it is possible to steer automatically, and also has the effect of steering in other places than the steering room during automatic steering.
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